Auf Grundlage der beiden Monomere (2,2-Bis(hydroxymethyl)propansäure (1) und 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)valeriansäure (2)) wurden hochverzweigte Polyester synthetisiert. Durch Verwendung von zwei-, drei-, vier- und sechsfunktionalen Kernmolekülen konnte die strukturelle Vielfalt der hochverzweigten Polyester erhöht werden. Abmischungen auf der Grundlage zweier Polyole (Polyether- bzw. Esterdiol) mit verschiedenen hochverzweigten Polyestern wurden hinsichtlich ihrer Mischbarkeit mittels DSC- und DMA-Messungen sowie rheologisch, mittels temperaturabhängiger IR-Spektroskopie, hinsichtlich ihrer Oberflächenspannung und mittels temperaturabhängiger AFM-Messungen bzw. SAXS-Messungen charakterisiert. DSC und DMA-Messungen des Glasübergangszustandes der Abmischungen gaben Hinweise, dass hochverzweigte Polyester unterschiedlicher Strukturen mit den Polyolen auf molekularer Ebene mischbar sind. Die hochverzweigten Polyester P1 und P1-PEG400 verbesserten die Verarbeitungseigenschaften eines geschlossenzelligen PU-Hartschaumstoffes. Durch die Hochfunktionalität der hochverzweigten Polyester erfolgte das Aushärten des Schaumstoffes schneller, wobei überraschenderweise das "Fließen" des Schaumstoffes gleichzeitig verbessert werden konnte. Durch den Zusatz der genannten hochverzweigten Polyester zu dem Polyetherpolyol konnte die Viskosität gesenkt werden, was die Fließeigenschaften des Schaumstoffes verbessert. Die Schaumstoffe zeigen weiterhin verbesserte mechanische Eigenschaften.

Die Charakterisierung von verzweigten Polymeren stellt eine große Herausforderung dar. In dieser Arbeit wurden zum einen die Asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierung (AF4) als Alternative zur Größenausschlusschromatographie angewandt, um dendritische Polymere zu charakterisieren. Dabei wurden erstmals auch Komplexierungs-und Aggregationsstudien von dendritischen Glykopolymeren durchgeführt. Weiterhin ist es mittels Adaption der Phasenverteilungschromatographie gelungen, in Abhängigkeit des Verzweigungscharakters aufzutrennen. Hierbei konnten lineare und sternförmige Polystyrenproben separiert werden.

Die Charakterisierung von verzweigten Polymeren stellt eine große Herausforderung dar. In dieser Arbeit wurden zum einen die Asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierung (AF4) als Alternative zur Größenausschlusschromatographie angewandt, um dendritische Polymere zu charakterisieren. Dabei wurden erstmals auch Komplexierungs-und Aggregationsstudien von dendritischen Glykopolymeren durchgeführt. Weiterhin ist es mittels Adaption der Phasenverteilungschromatographie gelungen, in Abhängigkeit des Verzweigungscharakters aufzutrennen. Hierbei konnten lineare und sternförmige Polystyrenproben separiert werden.

Ubiquitinierung ist eine essentielle posttranslationale Proteinmodifikation (PTM), die vielfältige Prozesse in eukaryotischen Zellen steuert. Ubiquitin wird zu unterschiedlichen polymeren Ketten zusammengesetzt, wobei E2-Ubiquitin-konjugierende Enzyme häufig eine entscheidende Rolle spielen. Im Rahmen meiner Promotion habe ich die molekularen Grundlagen der Ub Kettensynthese durch die E2-Enzyme Ubc1 und Ubc7 untersucht. Dies geschah mithilfe von in vitro Ubiquitinierungs-Reaktionen, biochemischen und strukturellen Untersuchungen sowie zellbiologischen Experimenten. Ich konnte zeigen, dass zugehörige Ubiquitin-Binde-Domänen (UBDs) die Funktion der E2-Enzyme maßgeblich regulieren. Als einziges unter elf E2-Enzymen in S. cerevisiae enthält Ubc1 eine Ub-bindende UBA Domäne, deren Funktion bisher unklar blieb. Ubc1 modifiziert ausschließlich Lysin 48 (K48) in Ub und wurde mit Proteinqualitätskontrolle sowie der Regulation des Zellzyklus in Verbindung gebracht. Meine Ergebnisse zeigen, dass Ubc1 mithilfe seiner UBA-Domäne vorzugsweise mit K63-verknüpftem Polyubiquitin interagiert, wodurch K48/K63 verzweigte Ub-Ketten entstehen. Basierend auf vorhandenen Strukturinformationen und meinen eigenen röntgenkristallographischen Untersuchungen zeige ich eine Modellstruktur für die Reaktion auf. Meine Ergebnisse stellen eine wesentliche Untersuchungsgrundlage für verzweigten Ub-Ketten dar, über deren Vorkommen und Funktion bisher wenig bekannt ist. Ubc7 assembliert mithilfe seines Kofaktors Cue1 K48-verknüpfte Ub-Ketten im Rahmen des Endoplasmatisches-Retikulum-assoziierten Proteinabbaus (ERAD). In einem kollaborativen Projekt haben wir die Ub-bindende CUE-Domäne in Cue1, die hierfür eine Schlüsselrolle spielt, untersucht. Sie ermöglicht die Ausrichtung des E2-Enzyms an der distalen Spitze der Ub-Kette für eine schnelle Kettenverlängerung, besitzt einzigartige auf den Prozess angepasste Bindungseigenschaften und ihre Beeinträchtigung stört den Abbau des ERAD-Substrates Ubc6. / Ubiquitination is an essential posttranslational protein modification (PTM) that regulates widespread intracellular processes in eukaryotic cells. Ubiquitin (Ub) can be assembled into polymeric chains through its seven internal lysine residues and the N-terminus enabling the formation of a complex "Ubiquitin Code". Factors that guide the molecular machinery which produces this code remain poorly understood. In this study, I demonstrate that ubiquitin binding domains (UBDs) associated with the E2 enzymes Ubc1 and Ubc7 substantially contribute to the assembly of particular Ub chains. Uniquely among the eleven E2 enzymes of S. cerevisiae Ubc1 contains a ubiquitin binding UBA domain. Ubc1 exclusively modifies lysine 48 (K48) in Ub and has been implicated in protein quality control and cell cycle progression. However, the function of its UBA domain remained elusive. I identified Ubc1 to preferentially target specific Ub molecules in K63-linked polyubiquitin via its UBA domain. This activity results in the assembly of K48/K63 branched Ub chains. Based on existing structural information and my own X-ray crystallographic experiments, I propose a structure for the transition state of branched chain assembly by Ubc1. My findings provide a basis for the study of this unusual Ub chain type. Ubc7 has previously been shown to be activated by its co-factor Cue1 to assemble Ub chains linked through lysine 48 (K48) in the context of endoplasmic reticulum associated protein degradation (ERAD). In collaboration with Dr. Maximilian von Delbrück and Dr. Andreas Kniss, we identified the ubiquitin binding CUE domain in Cue1 to play a key role in aligning Ubc7 with the distal tip of a K48-linked Ub chain for rapid chain elongation. Furthermore, we showed how binding of Ub by the CUE domain is well adapted towards the chain elongation process and how its disruption impairs degradation of the ERAD substrate Ubc6.

Eastern Africa has experienced strong climatic changes since the last deglaciation (15 000 years ago). The driving mechanisms and teleconnections of these spatially complex climate variations are yet not fully understood. Although previous studies on lake systems have enhanced our knowledge of Holocene precipitation variation in eastern Africa, relatively few studies have reconstructed the terrestrial temperature history of eastern Africa from lake archives. Here, we present (i) a new branched glycerol dialkyl glycerol tetraether (brGDGT) temperature calibration that includes Bale Mountains surface sediments and (ii) a quantitative record of mean annual air temperature (MAT) over the past 12 ka cal BP using brGDGTs in a sediment core collected from Garba Guracha (3950ma.s.l.) in the Bale Mountains. After adding Bale Mountains surface sediment (n = 11) data (Baxter et al., 2019) to the existing East African lake dataset, additional variation in 6-methyl brGDGTs was observed, which necessitated modifying the MBT'5ME calibration (MBT denotes methylation of branched tetraethers) by adding 6-methyl brGDGT IIIa0 (resulting in the MBT Bale Mountains index, r² = 0:93, p < 0:05). Comparing the MBT'5ME and the new MBT Bale Mountains index, our high-altitude Garba Guracha temperature record shows that warming occurred shortly after the Holocene onset when the temperature increased by more than 3.0°C in less than 600 years. The highest temperatures prevailed between 9 and 6 ka cal BP, followed by a temperature decrease until 1.4 ka cal BP. The reconstructed temperature history is linked to supraregional climatic changes associated with insolation forcing and the African Humid Period (AHP), as well as with local anomalies associated with catchment deglaciation and hydrology.